Натрийн карбоксиметил целлюлозыг аж үйлдвэр, эм, хүнсний үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашигладаг. Энэ нэгдэл нь модны үндсэн дээр хийгдсэн бөгөөд биологийн идэвхгүй материал бөгөөд өөрөөр хэлбэл физиологийн процесст оролцдоггүй. Энэ бүрэлдэхүүн хэсэгтэй уусмалын онцгой шинж чанараас шалтгаалан бодисын зуурамтгай чанар болон бусад техникийн үзүүлэлтүүдийг зохицуулах боломжтой.
Тодорхойлолт
Натрийн карбоксиметилцеллюлоз (CMC) нь целлюлозын гликолийн хүчлийн натрийн давс юм. IUPAC нэршлийн дагуу нэгдлийн химийн нэр: поли-1, 4-β-О-карбоксиметил-D-пираносил-D-гликопираноз натри.
Натрийн карбоксиметилцеллюлозын техникийн эмпирик томъёо: [C6H7 O2 (OH)3-x(OCH2 COONa)x] . Энэ илэрхийлэлд x нь CH2-COOH бүлгийн орлуулалтын зэрэг, n нь полимержих зэрэг юм.
Бүтцийн томъёог доорх зурагт үзүүлэв.
Properties
Гадаад төрхөөрөө бол техникийн натрийн карбоксиметил целлюлоз нь 400–800 кг/м их хэмжээний нягттай нунтаг, нарийн ширхэгтэй эсвэл үнэргүй утаслаг материал юм3.
Na-CMC нь дараах шинж чанартай:
-
нэгдлийн молекул жин – [236];
- халуун, хүйтэн усанд хурдан уусдаг, эрдэс тос, органик шингэнд уусдаггүй;
- тос, тос, органик уусгагчид тэсвэртэй хальс үүсгэдэг;
- уусмалын зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлж, тиксотропик болгодог - механик нөлөө ихсэх тусам урсгалын эсэргүүцэл буурдаг;
- нь агаар дахь усны уурыг сайн шингээдэг тул бодисыг хуурай өрөөнд хадгалах ёстой (хэвийн нөхцөлд 9-11% чийг агуулдаг);
- нэгдэл нь хоргүй, тэсэрч дэлбэрэх чадваргүй боловч тоос шороотой үед гал авалцдаг (өөрөө гал асаах температур +212 °C);
- нь уусмал дахь анион полиэлектролитийн шинж чанарыг харуулдаг.
Температур өөрчлөгдөхөд уусмал дахь натрийн карбоксиметил целлюлозын лабораторийн зуурамтгай чанар ихээхэн ялгаатай байдаг. Энэ нь түүний хэрэглээний хамрах хүрээг тодорхойлдог энэхүү нэгдлийн хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг юм. Полимержилтын өндөр түвшин нь өндөр зуурамтгай чанарыг өгдөг ба эсрэгээр. рН<6 буюу 9-өөс дээш байвал урсгалын эсэргүүцлийг бууруулнамэдэгдэхүйц буурдаг. Тиймээс энэ давсыг төвийг сахисан, бага зэрэг шүлтлэг орчинд хэрэглэхийг зөвлөж байна. Хэвийн нөхцөлд зуурамтгай чанар өөрчлөгдөх боломжтой.
Натрийн карбоксиметилцеллюлоз нь бусад олон бодистой (цардуул, желатин, глицерин, усанд уусдаг давирхай, латекс) химийн нийцтэй байдаг. 200 °C-аас дээш температурт халаахад давс нь натрийн карбонат болж задардаг.
Энэ нэгдлийн шинж чанарт нөлөөлөх гол хүчин зүйл бол полимержих зэрэг юм. Уусах чадвар, тогтвортой байдал, механик шинж чанар, гигроскопи зэрэг нь молекулын жингээс хамаарна. Уг бодисыг полимержилтийн зэрэглэлээр долоон, үндсэн бодисын агууламжаар хоёр зэрэгтэй үйлдвэрлэдэг.
Хүлээн авах
Натрийн карбоксиметил целлюлозыг 1946 оноос хойш үйлдвэрлэж эхэлсэн. Одоо CMC-ийн үйлдвэрлэл нь нийт целлюлозын эфирийн дор хаяж 47%-ийг эзэлж байна.
Энэ нэгдлийг нийлэгжүүлэх үндсэн түүхий эд нь хамгийн түгээмэл органик полимер болох модны целлюлоз юм. Үүний давуу тал нь хямд үнэ, био задрал, хоргүй байдал, боловсруулах технологид хялбар байдал юм.
Натрийн карбоксиметил целлюлозыг шүлтлэг целлюлозыг C₂H₃ClO₂ (монохлор цууны хүчил) эсвэл түүний натрийн давстай урвалд оруулснаар гаргаж авдаг. Сүүлийн жилүүдэд энэ материалын эрэлт хэрэгцээ байнга нэмэгдэж байгаа тул түүхий эд (маалингын, сүрэл, үр тариа, жут, сисал болон бусад) олборлох шинэ эх үүсвэрийг хайж олох ажил хийгдэж байна. Угаах нь бодисын чанарыг сайжруулахад ашиглагддаг.бэлэн давсыг хольцоос гаргаж, целлюлозыг идэвхжүүлж эсвэл богино долгионы цацрагаар үйлчилнэ.
Натрийн карбоксиметил целлюлоз: үйлдвэрлэлийн хэрэглээ
Онцгой шинж чанараараа CMC-ийг дараах зорилгоор ашигладаг:
- төрөл бүрийн найрлагыг өтгөрүүлэх, желатинжуулах;
- будагны хальсан дахь нарийн ширхэгтэй тоосонцорыг холбох (хавхлан үүсэх);
- ус хадгалах бодис болгон ашиглах;
- физик, химийн шинж чанарыг тогтворжуулах;
- найрлагыг жигд хуваарилахын тулд уусмалын зуурамтгай чанарыг нэмэгдүүлэх;
- реологийн өөрчлөлт;
- коагуляциас сэргийлэх (түдгэлзүүлсэн хэсгүүдийн наалдац).
Натрийн карбоксиметил целлюлозын хамгийн том хэрэглэгчдийн нэг нь газрын тос, байгалийн хийн салбар бөгөөд өрөмдлөгийн шингэний гүйцэтгэлийг сайжруулахад нэгдлүүдийг ашигладаг.
Уг бодисыг дараах техникийн бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлд мөн ашигладаг:
- угаалгын нунтаг;
- хэвлэх бүтээгдэхүүн;
- барилгын өнгөлгөөний ажилд зориулсан зуурмаг;
- цавуу, хэмжээсийн материал;
- барилгын хуурай хольц, цемент (хагарал үүсэхээс сэргийлж);
- будаг материал;
- тосолгоо-хөргөлтийн шингэн;
- төмөр замыг хатууруулах дунд;
- бүрэх гагнуурын электрод болон бусад.
Натрийн карбоксиметил целлюлозыг гал түймэр унтраах, хүнсний үйлдвэр, үнэртэй ус, керамик эдлэл үйлдвэрлэхэд хөөсийг тогтворжуулахад ашигладаг. Техникийн мэргэжилтнүүд энэ нэгдлийг инженерчлэл, анагаах ухааны 200 гаруй салбарт ашигладаг гэж тооцоолж байна.
Хамгаалалтын бүрээс
Ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг нь CMC-ийн суспензээс нийлэгжүүлсэн нано хэсгүүдийг зэврэлтэнд тэсвэртэй бүрээсэнд нэмэлт тогтворжуулагч болгон нэвтрүүлэх явдал юм. Энэ нь найрлагын өртөгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхгүйгээр полимерийн бүтцийг өөрчлөх, үндсэн материалтай наалдалтыг нэмэгдүүлэх, бүрэхийн физик, механик шинж чанарыг сайжруулах боломжийг олгодог. Нано бөөмс нь микрокластер үүсгэж, үнэ цэнэтэй техникийн шинж чанартай нийлмэл материал авах боломжтой болгодог.
Энэ нэмэлтийн давуу тал нь мөн байгаль орчинд ээлтэй, биологийн задралд ордог. Үүнийг үйлдвэрлэхэд органик уусгагч ашиглах шаардлагагүй тул бохир ус, агаар мандлыг бохирдуулах эрсдэл буурч, тусгай тоног төхөөрөмж, өндөр температурын хязгаарыг ашиглах шаардлагагүй болно.
Хоолны нэмэлт
Карбоксиметилцеллюлоз натри нь 8 г/кг-аас ихгүй концентрацитай хүнсний нэмэлт (E-466) болгон ашигладаг. Уг бодис нь бүтээгдэхүүнд хэд хэдэн үүрэг гүйцэтгэдэг:
- өтгөрүүлэх;
- тогтворжуулах шинж чанар;
- бариначийг;
- хадгалах хугацааг сунгах;
- гэсгээсний дараа хүнсний эслэгийг хадгалах.
Ихэнхдээ энэ нэгдлийг түргэн хоол, зайрмаг, чихэр, мармелад, вазелин, боловсруулсан бяслаг, маргарин, тараг, лаазалсан загас зэрэгт нэмдэг.
Анагаах ухаан, гоо сайхны
Эмийн үйлдвэрт натрийн карбоксиметил целлюлозыг дараах эмийн бүлэгт хэрэглэдэг:
- нүдний дусал, тарилгын уусмал - эмчилгээний үр нөлөөг уртасгах;
- таблет бүрхүүл - идэвхтэй бодисын ялгаралтыг зохицуулах;
- эмульс, гель, тос - үүсгэгч бодисыг тогтворжуулах;
- антацидууд - ион солилцох болон нийлмэл бүрэлдэхүүн хэсгүүд.
Эрүүл ахуй, гоо сайхны бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлд энэхүү нэгдлийг шүдний оо, шампунь, сахлын болон шүршүүрийн гель, тос зэрэгт хэрэглэдэг. Үндсэн функц нь шинж чанарыг тогтворжуулах, бүтцийг сайжруулах явдал юм.
Хүн амьтанд үзүүлэх нөлөө
Натрийн карбоксиметилцеллюлоз нь харшил үүсгэдэггүй, биологийн идэвхгүй, хорт хавдар үүсгэх нөлөөгүй, амьд организмын нөхөн үржихүйн үйл ажиллагааг алдагдуулдаггүй. Аюулгүй концентрацид хүнсний нэмэлт болгон ашиглах нь сөрөг үр дагаварт хүргэдэггүй. Нэгдлийн тоос нь нүд, амьсгалын дээд замд (MAC) орвол цочрол үүсгэж болзошгүй.аэрозол нь 10 мг/м3).
Натрийн давс агуулсан хальс нь гэдэсний шүлтлэг орчинд идэвхтэй бодисыг ялгаруулдаг. Энэ нэгдэл нь хүний болон амьтнаас өөрчлөгдөөгүй ялгардаг. Эдийн засгийн зориулалтаар усан сан дахь бодис нь аюулын гуравдугаар ангилалд (дунд зэргийн аюултай) хамаарна. Энэ тохиолдолд MPC нь 2 мг/л байна.
